40. Гидромеханические технологии. Методы очистки и обогащения сырья

Неоднородной считается система, которая состоит из 2-х или нескольких фаз. Каждая фаза имеет свою поверхность раздела и ее можно механически отделить от др.

Существуют неоднородные жидкие системы, если в жидкости наход. частицы твердой фазы и неоднород. газовые, если наход. в газе.

Различают след. виды неоднородных систем:Суспензии; Эмульсии; Пены; Пыли; Дымы; Туманы.

Суспензия – это система, состоящая из сплошной жидкой фазы, в которой взвешены твердые частицы.

Эмульсия – сист., состоящая из жидкости и распределенных в ней капель др. жидкости, на растворяющейся в первой.

Пена – система, сост. из жидкости и распределенных в ней пузырьков газа.

Аэрозоли – дисперсные системы с газообразной дисперсной средой и твердой или жидкой дисперсной фазой. Можно отнести пыли, дымы, туманы.

Пыль и дым – сист., сост. из газа и распределенных в них твердых частиц размерами для пыли 5-50 мкм, для дыма – 0,3-6 мкм.

Туман – сист., сост. из газа и распред. в нем капель жидкости размером 0,3-3 мкм.

Часто возникает необходимость разделения неоднор. систем. Для этого применяются след. методы:1. осаждение; 2. фильтрование; 3. центрифугирование; 4. Мокрое разделение; 5. электроочистка; 6. мембранное разделение.

Осаждение(отстаивание) происх. под действием сил тяжести. Примен. в основном для предварительного грубого разделения. Их проводят в аппаратах – отстойниках.

Различают отстойники: 1. периодического действия, 2. непрерывного действия, 3. полунепрерывного действия.

Явл. самым дешевым способом разделения. Он наиб. эффективен при разделении грубых суспензий, а также эмульсий.

Фильтрование – процесс разделения с пом. пористой перегородки. Способен пропускать жидкость или газ, но задерживает взвешенные в этой среде частицы. Под действием разности давлений жидкости или газы проходят через поры перегородки, а твердые частицы задержив. и образуют слой осадка. Конструкции фильтров имеются разных типов. Наиб. распростр. барабанные, ленточные, карусельные, фильтровальные патроны.

Центрифугирование – процесс разделения эмульсий и суспензий в поле центробежных сил с использованием сплошных и проницаемых перегородок. Проводят его в центрифугах. Осн. Часть любой центрифуги – барабан(ротор) со сплошными или перфорированными стенками, вращающийся в неподвижном кожухе. Под действием центробежных сил суспензия разделяется на осадок и жидкую фазу – фугат.

В фильтровальных центрифугах с проницаемыми стенками раздел. суспензий осуществл. по принципу фильтрования, где вместо разности давлений использ. действие центробежной силы.

В центрифугах со сплошными стенками разделение происх. по принципу отстаивания, где действие силы тяжести заменяется действием центробежных сил.. Разделение эмульсий в отстойниках-центрифугах назыв. сепарацией, а устройство – сепаратор.

Мембранная технология по сравн. с традиционными приемами(все остальные) занимает важное место в разделении жидкостных систем. К осн. мембранным методам относят обратный осмос, ультрафильтрацию, микрофильтрацию, диализ, электродиализ, электроосмос. В любом из этих методов раствор соприкасается с полупроницаемой мембраной, кот. явл. областью, разграничивающей две фазы.

Абсорбция (простая и химабсорбция) - процесс поглощения газа или пара жидким поглатителем, протекает в аппаратах коллоного типа.

Адсорбция - процесс поглощения 1 или неск-х компонентов из газовой или жидкой среды твердым поглотителем – адсорбентом.

Перегонка и ректификация - прим-ся для разделения жидких однородных смесей, состоящих из двух и более летучих компонентов, и основана на различной температуре кипения компонентов (аппараты колонного типа).

Кристаллизация - выделение твердой фазы в виде кристаллов из растворов и расплавов (кристалл-я с охлаждением, с удалением части растворителя, вакуум-кристаллиз) - кристаллизаторы периодического и непрерывного действия.

Сушка - процесс удаления влаги из различных твердых, жидких и газообразных материалов (контактная и конвекционная), (вакуумная, инфракрасная, креогенная, ультразвуковая).

Экстракция - процесс извлечения одного или нескольких компонентов из растворов или твердых тел с помощью избирательных растворителей (экстрагентов) - низкая температура и др.

Диспергирование-процесс измельчения ж или ТВ и г в-в в жидкости с целью образ-я дисперсных систем.